專業課程中引入職業信息與科研經驗的實踐與探索

劉婷

摘要：為了彌補現有專業課過于書本化和基礎化的缺陷，本文根據教學經驗，探索了在專業課教學中引入產業動態與科研進展，不僅能讓學生了解更多書本以外的信息，而且也有助于學生更順利地實現從校園向工作或深造方向的轉換。

關鍵詞：專業課；工業界；學術圈；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）37-0151-02

一、前言與背景

在本科生的課程學習中，專業課程占據了總課程量極大的比例，是專業學習中最重要的部分，也是專業知識在教學中的直接體現。對于繼續從事本專業的學生，無論是就業抑或是深造，專業知識掌握程度的好壞直接決定了他們的知識儲備和未來發展潛力。因此在本科課程教學中，加強專業課程的教學質量、夯實學生基礎都顯得極為重要。

目前雖然各個專業都非常重視專業課程的教學工作，比如對于專業教材的選擇，國內教材的編寫日益受到重視，加上國外經典教材的引入，課程體系日趨完善，盡管這些教材能夠給予完善的教學體系，但是依舊存在僅注重基礎知識，忽略專業應用的不足。對于課堂教學課程而言，專業課程的教學過程往往重視基礎概念的掌握、技術的了解以及應用的前景等等。雖然整個體系能夠不僅顧及基礎，而且兼顧應用性，但是一方面由于考核的要求，更由于教學過程中授課教師更注重基礎知識的傳授，導致專業課程往往趨同于基礎課程。雖然基于實驗教學的專業課程能夠有效彌補課堂教學專業課程的一些缺陷，但是眼下的專業實驗課程也僅是重視現象型實驗，即關注實驗現象的明顯性，對實驗精度、穩定性要求不高。這些專業課程中的缺陷與不足導致本科學生與真正的工業界與學術圈產生脫節。雖然等待本科學生進入工作或是研究生階段能夠適應這些狀態，但是這無疑會使得他們浪費更多的時間用于適應環境，對于人才的培養產生限制。

更為重要的是在本科教學階段，專業課程的教學都過于書本化與基礎化，與工業界和學術圈所需知識和能力都有較大差距。本科學生即使能夠很好地掌握書本知識，但是他們無法獲知工業界與學術圈真正需求的知識儲備是什么，需要的能力是什么，這也導致了許多本科學生在考研與求職的選擇中沒有明確的目標，另外，在未來的深造或是工作過程中也不能快速適應環境。

為了在專業課程教學過程中不僅能夠讓學生掌握重要的專業基礎知識，更重要的是讓學生能夠了解真正的工業界與學術圈，即了解工業界與學術圈需要什么樣的知識儲備和能力需求，從而讓學生根據自身情況向深造與求職主動分流，并為今后的職業生涯規劃打好基礎，本文就在專業課程中職業信息與科研經驗引入的實踐教學開展探索，以下，本文將圍繞我們目前開展的課程情況詳細介紹專業教學的內容與開展形式。

二、教學內容與開展形式

不同的專業對于專業能力培養和專業知識的講授都存在一定的區別。本文僅針對筆者所講授的信號與系統課程展開研究。首先信號與系統這門課程是電子信息學科中重要的專業性課程，它的基本概念、基本分析方法已經滲透到了信息與通信工程、電路與系統、生物醫學工程、物理電子學、電氣工程、軍工等領域。這門專業基礎課程主要圍繞信號的處理與分析開展研究，其重點是信號的時域與頻域分析。這門專業課程內容多，知識體系復雜，考試難度大，因此本科學生將大部分精力都花在基礎知識學習及課程考試上，而沒有真正認識到這門課程的價值及重要性。由于這門課程與工業界和學術圈都有千絲萬縷的關系，因此，在這門專業課程的學習過程中，筆者從工業界和學術圈兩個方面擴展這門課程。

在時域信號處理的教學過程中，在講授清楚基本原理與重點知識的基礎上，筆者詳細介紹了信號發生器在工業界的應用。信號發生器是能夠提供各種頻率、波形和輸出電平信號的設備，可以用于功能電路測試的信號源或激勵源。雖然本科學生經過電路類課程的學習都具有比較扎實的電路知識，但是他們欠缺測試電路的一些專業知識儲備。因此結合信號與系統這門課程，首先通過示波器讓學生直觀看到各種不同的波形，可以有效激發學生的學習熱情，更為重要的是讓他們直觀了解信號的產生、疊加以及各類運算。在此基礎上，通過開展信號發生器對功能電路檢測的演示實驗，不僅讓學生了解響應的基本知識，而且了解信號發生器的應用，更是能夠讓他們獲知這門課程在工業界中的重要應用。

在稍后的學習中，基于傅里葉變換的頻域分析是這門課程的重點和難點。雖然本科學生有著工程數學中函數變換的基礎，能夠基本從數學角度理解傅里葉變換和頻率的含義，但是這也將這門課程的意義限制于數學之中。因此筆者將在工業界和學術圈中都有著廣泛應用的傅里葉變換紅外光譜儀的原理和應用知識引入其中，它不同于色散型光譜測量的原理，是基于對干涉后的紅外光進行傅里葉變換的原理而開發的紅外光譜儀。紅外光的干涉信號可以看作是時域信號，而經傅里葉變換后的信號便是頻率信號。僅具有工程數學基礎的本科學生難免會難以理解抽象的頻域信息概念，而通過傅里葉變換紅外光譜儀的引入，學生不僅能夠對頻域信息有更為直觀的認識，而且通過傅里葉變換紅外光譜儀的介紹，學生在了解其原理的基礎上也獲知了它的應用范圍與價值。此外，在頻率分析與處理的教學過程中，筆者還以信號處理為講授內容，基于MATLAB平臺在課堂上講授信號的時域與頻域濾波。在給予學生直觀印象的同時，也告知他們編程技術對于工業界和學術圈的重要意義。

最后，在離散信號處理的章節講授過程中，筆者以數字圖像處理為例，不僅說明了在現代數字信號體系中離散信號處理的必要性與重要系，更以數字圖像處理為核心，介紹了一些學術圈和工業界重要的數字圖像處理分析技術，也促使學生能夠主動學習數字信號處理，并且提高編程能力，從而為其在未來深造與工作生涯中奠定扎實的基礎。

除了信號與系統課程，筆者還承擔了數字圖像處理與現代光學理論與技術等課程的講授任務。在數字圖像處理課程中，筆者在詳細介紹圖像去噪、圖像三維重建、圖像識別與加強等內容的基礎上，結合醫學上的電子計算機斷層掃描技術詳細介紹了圖像三維層析技術，有助于學生了解現代醫用儀器的原理和構造；另外結合工業機器視覺詳細介紹了圖像識別、圖像加強與圖像分析等。在現代光學理論與技術課程中，筆者結合光學系統設計并結合機械結構加工詳細探討了工業界中重要的光機系統設計。此外還結合學術圈中常用的顯微成像、光譜分析、波前傳感等技術開展了對光學干涉、衍射的教學。這類在學科專業課程中引入工業界與學術圈信息的做法不僅能夠提升學生學習專業課的內在動力，同時還有助于學生能夠更加貼近實際工作與研究，為其未來職業生涯規劃做好鋪墊。

三、探討與總結

筆者自開展教學工作以來，便開始嘗試將職業信息與科研經驗引入專業課程的教學工作中，經歷了數年的教學，并與學生開展了多次座談，學生一致反映把工業界與學術圈信息搬進課堂不僅能夠加深他們對于基礎知識的理解和認知，更重要的是他們知道了課程的意義，不僅是學習基礎知識，還有這門課程在未來的工作和深造中能夠帶來什么。同時，參與座談的學生也反饋在專業課程中加入職業信息與科研經驗的教學過程能夠幫助他們進一步了解未來的專業需求，擴展了他們的視野，促使他們更為合理地選擇未來職業，及早做好職業生涯規劃。但是，受限于筆者知識體系的限制，雖然筆者能夠將學術圈的經驗傳授給學生，但是由于筆者不曾有工業界的經驗，授課內容還無法原汁原味地體現工業界的真實情況。這也是學生所期望的能夠將真正工作在工業界第一線的從業者請上講臺開展一些教學工作，目前這樣的嘗試也獲得了一些成果與進展。我們相信，有系統地，并且持續地將職業信息與科研經驗引入專業課程的教學中，通過不同背景、不同知識體系的教師的講授，學生能夠從不同方向、不同背景全面而又深刻地了解專業課程在工業界與學術圈的應用，能夠有效激發本科學生學習積極性，加深專業課程的認知，拓展學生的眼界，從而有助于本科學生未來的職業選擇和發展。本文也為本科教學中專業課程的開展提供了一定的參考。

參考文獻：

[1]張忠.大學專業課教學方法探討[J].科技信息，2011，（27）：566-567.

[2]朱虹，王棟，邢楠.論工科大學專業課的引導式教學模式的探索[J].教育教學論壇，2016，（2）：151-152.

[3]戶華文，常萌蕾，陳東初，鄧前軍.大學生專業課學習的瓶頸和策略分析[J].廣東化工，2016，43（24）：189-190.

[4]王祖山.大學專業課教學的核心價值觀構成探微[J].江蘇高教，2010，（1）：74-75.endprint